Khả năng điều tiết giảm lũ thường xuyên của hệ thống hồ chứa Bản Mồng và Sông Sào trên lưu vực sông Hiếu tỉnh Nghệ An

BÀI BÁO KHOA HỌC<br /> <br /> <br /> KHẢ NĂNG ĐIỀU TIẾT GIẢM LŨ THƯỜNG XUYÊN<br /> CỦA HỆ THỐNG HỒ CHỨA BẢN MỒNG VÀ SÔNG SÀO<br /> TRÊN LƯU VỰC SÔNG HIẾU TỈNH NGHỆ AN<br /> <br /> Lê Văn Nghị1<br /> <br /> Tóm tắt: Sông Hiếu là chi lưu lớn nhất của sông Cả, có diện tích lưu vực đến Ngã ba Cây Chanh -<br /> nơi nhập lưu với dòng chính sông Cả là 5.443km2, chiều dài sông 314km. Trên lưu vực sông Hiếu có<br /> hai hồ chứa lớn là hồ Bản Mồng và hồ Sông Sào có tác động điều tiết dòng chảy trên hệ thống. Bài<br /> báo trình bày kết quả nghiên cứu mô phỏng dòng chảy lũ thường xuyên trên hệ thống sông Hiếu với<br /> sự tham gia điều tiết giảm lũ của hồ chứa Bản Mồng và Sông Sào. Kết quả tính toán cho thấy: Hồ<br /> sông Sào không có khả năng cắt giảm lũ tại nghĩa Khánh. Hồ Bản Mồng có khả năng giảm lũ thường<br /> xuyên với kịch bản lũ tháng IX/2013 cho Nghĩa Khánh xuống mực nước ứng với tần suất 70%.<br /> Từ khoá: Lưu vực sông Hiếu, Lũ thường xuyên, Mô hình toán, Vận hành hồ chứa.<br /> <br /> 1. GIỚI THIỆU* trạm đo bốc hơi là Quỳ Châu; 2 trạm đo lưu<br /> Sông Hiếu bắt nguồn từ dãy núi cao Phú Hoạt lượng, mực nước (MN) là Quỳ Châu và Nghĩa<br /> Quế Phong, tỉnh Nghệ An, là một chi lưu phía Tả Khánh. Các trạm đều có số liệu đo đủ dài từ<br /> của sông cản (sông Lam), nhập vào sông Cả ở trước năm 1975 đến nay.<br /> đoạn trung lưu tại Ngã ba Cây Chanh, chiều dài Địa hình lưu vực thuộc vùng đồi trung du khá<br /> 314km, là nguồn cấp nước quan trọng cho các phức tạp, dạng bát úp và đồi cao xen kẽ có các<br /> huyện Quế Phong, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Nghĩa thung lũng thấp như khu Bãi Tập - Quỳ Hợp,<br /> Đàn, Tân Kỳ. Lưu vực sông Hiếu có diện tích tính vùng sông Sào - Nghĩa Đàn. Ven các sông Hiếu,<br /> đến Ngã ba Cây Chanh là 5.443km2 (Hình 1). địa hình tương đối bằng phẳng và có thế dốc<br /> (Hoàng Nam Bình và cs., 2016). chính vào các lòng sông, càng xa sông địa hình<br /> càng phức tạp (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2004).<br /> Mùa lũ trên lưu vực sông Hiếu diễn ra từ<br /> tháng VIII đến tháng XI, trong đó lũ sớm 01/VIII<br />  31/VIII; lũ chính vụ 01/IX  31/X và lũ muộn<br /> 01/XI  15/XI. Nguyên nhân gây lũ trên lưu vực<br /> chủ yếu do hoạt động của các hình thế thời tiết<br /> gây mưa lớn trên diện rộng. Lượng mưa trung<br /> bình năm vùng thượng nguồn sông Hiếu khoảng<br /> 2.000  2.100mm và hạ nguồn khoảng 1.100 <br /> 1.700mm (Lê Việt Hà và cs., 2017).<br /> Các trận lũ điển hình diễn trên lưu vực như<br /> Hình 1. Sơ đồ lưu vực sông Hiếu trận lũ tháng IX/1962; IX/1978; X/1988;<br /> IX/1996; IX/2002; X/2007; X/2010... 98,2% các<br /> Lưu vực sông Hiếu có 4 trạm đo mưa là Quỳ trận lũ lớn diễn ra trong thời kỳ lũ chính vụ<br /> Châu, Quỳ Hợp, Tây Hiếu, Nghĩa Khánh; 1 trong đó có 60% dạng lũ đơn (1 đỉnh) và 25,5%<br /> dạng lũ kép có đỉnh sau lớn hơn đỉnh trước (Lê<br /> 1 Việt Hà và cs., 2017). Tại trạm thủy văn Quỳ<br /> Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về Động lực học<br /> sông biển Châu, mực nước đỉnh lũ lớn nhất cho đến nay là<br /> <br /> 140 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)<br /> 80,05m với lưu lượng 2870m3/s ngày cống, trạm bơm, hồ chứa, công trình điều tiết<br /> 14/X/1988 (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2004). và cầu...<br /> Lưu vực có số dân khoảng 700.000 người, Mô hình sử dụng hệ phương trình Saint-<br /> tiềm năng phát triển kinh tế lớn và là vùng kinh Venant một chiều không gian, với mục đích tìm<br /> tế trọng điểm phía Tây của tỉnh Nghệ An với quy luật diễn biến của mực nước và lưu lượng<br /> diện tích đất nông nghiệp khoảng 60.000ha và dọc theo chiều dài sông hoặc kênh dẫn theo thời<br /> khoảng 40.000ha đất trồng cây hàng năm. Trên gian. Hệ gồm hai phương trình: phương trình<br /> lưu vực có hơn 400 hồ chứa, đập dâng phục vụ liên tục và phương trình động lượng.<br /> tưới cho khoảng 11.000ha, trong đó có hai hồ 2.2. Mạng sông mô phỏng<br /> chứa thủy lợi lớn là hồ Bản Mồng và hồ Sông Mạng sông mô phỏng gồm các dòng chính<br /> Sào (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2004). sông Cả từ Mỹ Lý (giáp biên giới Việt - Lào) đến<br /> Công trình thủy lợi Sông Sào nằm trên sông Cửa Hội; sông Nậm Mô từ Mường Xén đến Cửa<br /> Sào là chi lưu của sông Hiếu, thuộc xã Nghĩa Rào; sông Hiếu từ Quỳ Châu đến ngã ba Cây<br /> Lâm, huyện Nghĩa Đàn, được xây dựng hoàn Chanh; sông Sào từ hồ Sông Sào đến cửa ra tại vị<br /> thành khoảng năm 2000 (Hình), diện tích lưu trí cách cầu Thái Hòa 1km về phía thượng lưu<br /> vực 132km2. Hồ có nhiệm vụ cung cấp nước sông Hiếu; sông Giăng sông Rào Gang; sông<br /> tưới và tham gia cắt lũ giảm nhẹ tình trạng ngập Ngàn Trươi từ hồ Ngàn Trươi đến Hòa Duyệt;<br /> lụt cho vùng hạ du và cải tạo môi trường. sông Ngàn Sâu từ Chu Lễ đến Linh Cảm; sông<br /> Công trình đầu mối hồ chứa nước Bản Mồng Ngàn Phố từ Sơn Diệm đến Linh Cảm; sông La từ<br /> nằm trên dòng chính sông Hiếu, thuộc địa phận Linh Cảm đến Chợ Tràng (Hình 2).<br /> xã Yên Hợp, huyện Quỳ Hợp, đang được xây<br /> dựng (Hình). Nhiệm vụ của hồ là cấp nước tưới<br /> cho các huyện Quỳ Hợp, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ và<br /> 3 xã Thành Sơn, Thọ Sơn, Bình Sơn thuộc<br /> huyện Anh Sơn, kết hợp phát điện và giảm lũ<br /> một phần cho hạ du sông Hiếu.<br /> Nhằm đánh giá khả năng giảm lũ cho hạ lưu<br /> sông Hiếu của hồ chứa Bản Mồng và Sông Sào,<br /> nghiên cứu sử dụng mô hình toán mô phỏng<br /> dòng chảy lũ trên hệ thống có xét đến sự điều<br /> tiết của các hồ chứa. Từ đó đưa ra nhận định về<br /> khả năng điều tiết giảm lũ của hệ thống hồ chứa<br /> trên lưu vực đối với từng kịch bản (KB) lũ.<br /> 2. CÔNG CỤ TÍNH TOÁN Hình 2. Mạng sông và biên trong mô hình<br /> 2.1. Mô hình mô phỏng<br /> Mô hình toán thủy động lực học 1 chiều Dữ liệu địa hình được thu thập từ các nguồn<br /> MIKE 11HD của Viện Thủy lực Đan Mạch dự án khác nhau như dự án thủy điện Bản Vẽ,<br /> (DHI) được ứng dụng mô phỏng trong nghiên thủy điện Khe Bố, công trình hồ chứa nước Bản<br /> cứu. Đây là một module mạnh trong họ phần Mồng, Ngàn Trươi hay dự án quy hoạch đê Tả<br /> mềm MIKE mô phỏng dòng chảy, chất lượng Lam. Một số đoạn chấp nhận sử dụng số liệu cũ<br /> nước và vận chuyển bùn cát ở các cửa sông, do Viện Quy hoạch Thủy lợi đo năm 1986 hoặc<br /> sông, kênh tưới. Mô hình MIKE 11 có khả dữ liệu trích xuất từ mô hình cao độ số DEM30.<br /> năng tính toán với dòng thay đổi gấp, ảnh Các công trình trên hệ thống được thiết lập<br /> hưởng thủy triều, sóng lũ, lòng dẫn dốc, thay gồm các cống dưới đê Tả Lam như Tràng<br /> đổi mặt cắt dòng chảy. Các dạng công trình có Thịnh, Cầu Dâu, cống tiêu số 1, 2, 3, cống tiêu<br /> thể mô phỏng trong mô hình bao gồm: đập, Quýt Guộc, Hưng Xá, Xuân Hồ, Hưng Lam,<br /> <br /> <br /> KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019) 141<br /> Hưng Phú, Văn Viên, Hưng Châu, Hưng Lợi,<br /> Bến Thủy... Các cống dưới đê La Giang như<br /> Cầu Ngục, Cầu Khống, Đức Xá, Quy Vượng,<br /> Trung Lương, Lam Hồng. Thông số các công<br /> trình cống dưới đê được thu thập từ báo cáo<br /> đánh giá hiện trạng công trình đê điều năm 2009<br /> của Chi cục Đê điều và Phòng chống lụt bão<br /> tỉnh Nghệ An và Sở Nông nghiệp và Phát triển<br /> nông thôn tỉnh Hà Tĩnh. Các công trình dưới đê Hình 4. Lưu lượng thực đo và tính toán X/2007<br /> được mô hình hóa bằng cống (culverts) được đặt tại Nghĩa Khánh<br /> trên các kênh giả (link channel). Cao trình hệ<br /> thống đê được đưa vào là mặt cắt ngang của các<br /> kênh giả. Các ô chứa lũ kết nối với sông thông<br /> qua kênh giả gồm 2 thành phần là tràn qua đê<br /> bởi mặt cắt kênh giả và cống dưới đê.<br /> Điều kiện biên của mô hình gồm biên trên là<br /> quá trình dòng chảy tại điểm đầu các nhánh<br /> sông là kết quả đầu ra của mô hình MIKE<br /> NAM. Ngoài ra, mô hình còn được thiết lập các<br /> biên nhập lưu khu giữa dọc theo các triền sông. Hình 5. Mực nước thực đo và tính toán X/2007<br /> Biên dưới là mực nước tại Cửa Hội. tại Cửa Rào, Nghĩa Khánh và Dừa<br /> 2.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Bảng 1. Lưu lượng tại một số vị trí<br /> Trận lũ được chọn để hiệu chỉnh mô hình là trận lũ X/2007<br /> trận lũ tháng X/2007. Đây là trận lũ lớn trên lưu<br /> vực sông Hiếu và trung lưu sông Cả. Mực nước Qmax (m3/s) Chỉ tiêu<br /> trên sông Hiếu tại Quỳ Châu và Nghĩa Khánh Vị trí, trên sông Thực Tính Qmax<br /> NASH<br /> đều có tần suất dưới 5%. Trên dòng chính sông đo toán (m3/s)<br /> Cả từ Cửa Rào đến Chợ Tràng có tần suất mực Mường Xén, Nậm Mô 628 649 21 0,82<br /> nước từ 15  30%. Số liệu quan trắc khí tượng - Cửa Rào, Cả 4820 4882 62 0,78<br /> thủy văn là khá đầy đủ và đồng bộ. Quỳ Châu, Hiếu 5000 4720 280 0,76<br /> Trận lũ mô phỏng kiểm định gồm trận lũ tháng Nghĩa Khánh, Hiếu 5140 5208 68 0,84<br /> IX/2002 và trận lũ tháng X/2010 được gây ra bởi Cây Chanh, Cả 6034<br /> đợt áp thấp nhiệt đới mạnh trên toàn khu vực từ Dừa, Cả 2170 2227 57 0,80<br /> Bắc Trung Bộ trở vào. Kết quả hiệu chỉnh thể hiện Đô Lương, Cả 1010 947 63 0,85<br /> trên Hình 35, Bảng 1&2 và kiểm định mô hình Bảng 2. MN tại một số vị trí trận lũ X/2007<br /> trên Hình 69, Bảng 36<br /> Hmax (m) Chỉ tiêu<br /> Vị trí, trên sông Thực Tính Hmax<br /> NASH<br /> đo toán (m)<br /> Mường Xén, Nậm Mô 138,66 138,81 0,15 0,84<br /> Cửa Rào, Cả 67,04 67,33 0,19 0,79<br /> Quỳ Châu, Hiếu 80,19 80,42 0,23 0,78<br /> Nghĩa Khánh, Hiếu 40,93 41.07 0,14 0,81<br /> Cây Chanh, Cả 25,48<br /> Hình 3. Lưu lượng thực đo và tính toán Dừa, Cả 23,54 23,42 0,12 0,82<br /> X/2007 tại Quỳ Châu Đô Lương, Cả 17,63 17,54 0,09 0,70<br /> <br /> <br /> 142 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)<br />  Hmax (m) Chỉ tiêu Bảng 4. MN tại một số vị trí trận lũ IX/2002<br /> Vị trí, trên sông Thực Tính Hmax<br /> NASH Hmax (m) Chỉ tiêu<br /> đo toán (m)<br /> Vị trí, trên sông Thực Tính Hmax<br /> Yên Thượng, Cả 9,78 9,86 0,08 0,77 NASH<br /> đo toán (m)<br /> Nam Đàn, Cả 7,96 8,01 0,05 0,80<br /> Mường Xén, Nậm Mô 137,27 137,37 0,10 0,89<br /> Yên Xuân, Cả 4,71<br /> Hòa Duyệt, Ngàn Sâu 9,49 9.58 0,11 0,86 Cửa Rào, Cả 64,90 6,70 0,20 0,81<br /> Sơn Diệm, Ngàn Phố 13,02 12,84 0,18 0,81 Quỳ Châu, Hiếu 70,63 70,69 0,05 0,84<br /> Linh Cảm, La 4,72 4,81 0,09 0,87 Nghĩa Khánh,Hiếu 37,25 37,37 0,12 0,85<br /> Chợ Tràng, Cả 4,03 4,17 0,15 0,85<br /> Cây Chanh, Cả 23,07<br /> Bến Thủy, Cả 3,06<br /> Dừa, Cả 21,22 21,18 0,04 0,80<br /> Đô Lương, Cả 15,75 15,66 0,09 0,68<br /> Yên Thượng, Cả 9,30 9,37 0,07 0,72<br /> Nam Đàn, Cả 7,82 7,86 0,04 0,79<br /> Yên Xuân, Cả 5,50<br /> Hòa Duyệt, Ngàn Sâu 11,78 11,71 0,07 0,78<br /> Sơn Diệm. Ngàn Phố 15,82 15,70 0,12 0,76<br /> Hình 6. Lưu lượng thực đo và tính toán IX/2002<br /> tại Quỳ Châu và Nghĩa Khánh Linh Cảm, La 7,71 7,60 0,11 0,86<br /> Chợ Tràng, Cả 5,45 5,30 0,15 0,90<br /> Bến Thủy, Cả 3,61<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7. Mực nước thực đo và tính toán trận lũ<br /> IX/2002 tại Cửa Rào và Nghĩa Khánh Hình 8. Lưu lượng thực đo và tính toán<br /> X/2010 tại Quỳ Châu, Nghĩa Khánh,<br /> Bảng 3. Lưu lượng tại một số vị trí<br /> trận lũ IX/2002<br /> Qmax (m3/s) Chỉ tiêu<br /> Vị trí, trên sông Thực Tính Qmax<br /> NASH<br /> đo toán (m3/s)<br /> Mường Xén, Nậm Mô 480 469 11 0,87<br /> Quỳ Châu, Hiếu 576 583 7 0,84<br /> Nghĩa Khánh, Hiếu 1680 1722 42 0,81<br /> Dừa, Cả 3690 3650 40 0,82<br /> Yên Thượng, Cả 4490 4400 90 0,79<br /> Hòa Duyệt, Ngàn Sâu 2770 3276 500 0,72 Hình 9. Mực nước thực đo và tính toán trận lũ<br /> Sơn Diệm, Ngàn Phố 4480 4740 260 0,76 X/2010 tại Nghĩa Khánh và Dừa<br /> <br /> <br /> KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019) 143<br />  Bảng 5. Lưu lượng tại một số vị trí 3. HIỆU QUẢ ĐIỀU TIẾT GIẢM LŨ<br /> trận lũ X/2010 CHÍNH VỤ CỦA HỒ CHỨA<br /> 3.1. Kịch bản lũ mô phỏng<br /> Qmax (m3/s) Chỉ tiêu<br /> Kịch bản lũ chính vụ thường xuyên được<br /> Vị trí, trên sông Thực Tính Qmax<br /> NASH định nghĩa là trận lũ thực tế đã diễn ra trên lưu<br /> đo toán (m3/s)<br /> vực mà tại điểm khống chế được chọn trên lưu<br /> Mường Xén, Nậm Mô 280 283 3 0,89<br /> vực có giá trị mực nước, lưu lượng lớn nhất và<br /> Quỳ Châu, Hiếu 1210 1198 12 0,92<br /> tổng lượng dòng chảy 1, 3, 5, 7 ngày lớn nhất<br /> Nghĩa Khánh, Hiếu 2610 2675 65 0,85<br /> gần với số đông Mod(X) nhất (khái niệm<br /> Dừa, Cả 3640 3787 147 0,78<br /> Mod(X) trong xác suất thống kê).<br /> Yên Thượng, Cả 5060 5322 262 0,74 Điểm khống chế dòng chảy được chọn tại<br /> Hòa Duyệt, Ngàn Sâu 3590 3628 38 0,80 Nghĩa Khánh là điểm có số liệu quan trắc dòng<br /> Sơn Diệm, Ngàn Phố 2340 2690 350 0,71 chảy duy nhất ở hạ lưu sông Hiếu. Với chuỗi<br /> Bảng 6. MN tại một số vị trí, trận lũ X/2010 số liệu thu thập từ năm 1959 đến nay, nghiên<br /> cứu phân tích tính toán lựa chọn được trận lũ<br /> Hmax (m) Chỉ tiêu<br /> tháng IX/2003 là trận lũ chính vụ, dạng lũ 1<br /> Vị trí. Trên sông Thực Tính Hmax<br /> NASH đỉnh và có các giá trị đặc trưng mực nước, lưu<br /> đo toán (m)<br /> lượng, tổng lượng lũ gần với số đông nhất,<br /> Mường Xén, Nậm Mô 137,40 137,59 0,19 0,90 trung bình các sai số giữa đặc trưng với số<br /> Cửa Rào, Cả 62,51 62,65 0,14 0,78 đông của chúng là nhỏ nhất. Giá trị sai số lần<br /> Quỳ Châu, Hiếu 72,72 73.85 0,13 0,80 lượt là Hmax = 5,02%; Qmax = 1,41%; W1max =<br /> Nghĩa Khánh, Hiếu 38,78 38,69 0,09 0,85 0,70%; W3max = 1,42%; W5max = 29,35%;<br /> Cây Chanh, Cả 24,19 W7max = 15,73%; và TB = 8,94%.<br /> Dừa, Cả 20,91 21,05 0,14 0,80 Từ số liệu mưa và bốc hơi trên lưu vực của<br /> Đô Lương, Cả 14,77 14,62 0,05 0,71 trận lũ tháng IX/2003, sử dụng bộ thông số mô<br /> Yên Thượng, Cả 8,76 8,65 0,11 0,70 hình mưa dòng chảy MIKE NAM (Hoàng Nam<br /> Nam Đàn, Cả 7,44 7,35 0,09 0,86 Bình và cs 2016) để xác định đường quá trình lũ<br /> Yên Xuân, Cả 5,19 về hồ Bản Mồng, hồ Sông Sào và các nhập lưu<br /> Hòa Duyệt, Ngàn Sâu 12,83 12,58 0,25 0,84 khu giữa.<br /> Sơn Diệm, Ngàn Phố 12,99 12,87 0,13 0,79<br /> Linh Cảm, La 7,28 7,23 0,05 0,91<br /> Chợ Tràng, Cả 4,96 5,04 0,08 0,93<br /> Bến Thủy, Cả 4,04<br /> <br /> Các kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình<br /> đối với trận lũ tháng X/2007, IX/2002 và X/2010<br /> cho kết quả mô phỏng quá trình cũng như giá trị<br /> đỉnh lũ có sai số với giá trị thực đo tương đối nhỏ Hình 10. Quá trình lưu lượng vào hồ<br /> về mực nước dưới 0,25m. Sai số về giá trị lưu<br /> lượng cũng không quá lớn. Chỉ số Nash-Sutcliff R2 3.2. Kịch bản vận hành hồ chứa<br /> được đánh giá từ khá đến tốt NASH=0,700,93. Nghiên cứu lựa chọn giả định vận hành hồ<br /> Như vậy, có thể nhận thấy mô hình mô phỏng quá chứa theo 2 KB mực nước hồ như sau:<br /> trình dòng chảy lũ trên toàn hệ thống sông Cả là - Mực nước dâng bình thường (MNDBT):<br /> hoàn toàn đáng tin cậy và có thể áp dụng mô hình Khi mực nước các hồ ở ngưỡng MNDBT, nếu<br /> cho việc mô phỏng các KB nhằm đánh giá vai trò dự báo 24  48 giờ tới lưu lượng về hồ tiếp<br /> điều tiết lũ của hồ chứa trên lưu vực sông Hiếu. tục tăng thì vận hành xả với lưu lượng lớn hơn<br /> <br /> 144 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)<br /> lưu lượng đến hồ để dành dung tích chứa lũ.<br /> Lưu lượng xả không được phép lớn hơn lưu<br /> lượng dự báo về hồ trong vòng 24  48 giờ tới<br /> nhằm tránh hiện tượng lũ nhân tạo lớn hơn lũ<br /> thực tế. Quá trình xả đón lũ kết thúc khi mực<br /> nước hồ đạt giá trị mực nước đón lũ hoặc dự<br /> báo trong 24  48 giờ tới lũ có khả năng đạt<br /> đỉnh thì chuyển sang chế độ điết tiết cắt giảm<br /> đỉnh lũ (Lê Văn Nghị và cs., 2016).<br /> Hình 12. Quá trình lưu lượng hạ lưu hồ Sông Sào<br /> - Mực nước đón lũ (MNĐL): Khi mực nước<br /> các hồ ở ngưỡng MNĐL, nếu dự báo 24  48<br /> giờ tới lưu lượng về hồ tiếp tục tăng thì vận<br /> hành xả với lưu lượng bằng lưu lượng đến hồ<br /> để duy trì mực nước hồ. Khi dự báo trong 24<br />  48 giờ tới lũ có khả năng đạt đỉnh thì<br /> chuyển sang chế độ điết tiết cắt giảm đỉnh lũ<br /> (Lê Văn Nghị và cs., 2016).<br /> 3.3. Kết quả mô phỏng<br /> Đối với hồ Sông Sào, MNĐL trong mùa lũ Hình 13. Quá trình mực nước tại Nghĩa Khánh<br /> chính vụ luôn ở MNDBT, hồ không có dung<br /> Kết quả tính toán quá trình mực nước tại<br /> tích phòng lũ và hiệu quả cắt lũ hầu như<br /> điểm kiểm soát Nghĩa Khánh cho thấy khi hồ<br /> không đáng kể đối với sông Hiếu. Vì vậy<br /> Sông Sào tham gia điều tiết độc lập (không có<br /> không đề xuất việc xả lũ dành dung tích trống sự tham gia cắt lũ của hồ Bản Mồng) thì hầu<br /> để điều tiết lũ mà sử dụng phần dung tích 9,53 như không có sự thay đổi (Hình 13). Trường<br /> triệu m3 từ cao trình MNDBT đến cao trình hợp giả thiết hồ Sông Sào có thể chứa toàn bộ<br /> mực nước lũ thiết kế 76,77m để cắt giảm đỉnh lượng lũ đến hồ, có nghĩa là suốt quá trình lũ<br /> lũ. Khi lưu lượng đến hồ đạt ngưỡng gây lũ, không có lưu lượng xả qua công trình thì cũng<br /> dự báo lũ đang lên và sẽ đạt đỉnh thì vận hành làm giảm không đáng kể mực nước tại Nghĩa<br /> xả với lưu lượng nhỏ hơn lưu lượng đến hồ. Khánh do tổng lượng dòng chảy đến hồ đối với<br /> Sau đỉnh lũ tiếp tục vận hành xả với lưu lượng trận lũ này chỉ chiếm xấp xỉ 2% tổng lượng<br /> lớn hơn lưu lượng đến hồ để cuối trận lũ đưa dòng chảy tại Nghĩa Khánh nên chỉ có thể giảm<br /> dần mực nước hồ trở về MNDBT 75,7m Hình mực nước đỉnh lũ từ 38,2m xuống 38,18m<br /> 11&12. (Hình 14).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 14. Quá trình mực nước tại Nghĩa Khánh<br /> Hình 11. Diễn biến mực nước hồ Sông Sào khi hồ Sông Sào cắt lũ hoàn toàn<br /> <br /> <br /> KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019) 145<br />  Việc điều tiết hồ Sông Sào gần như không<br /> thể giảm mực nước tại Nghĩa Khánh. Để có thể<br /> giảm được mực nước tại Nghĩa Khánh thì phải<br /> có sự tham gia của hồ Bản Mồng.<br /> Khả năng điều tiết giảm lũ của hồ Bản Mồng<br /> với KB lũ thường xuyên trong điều kiện mực nước<br /> hồ ở MNĐL 74,0m và MNDBT 76,4m như sau:<br /> Khi hồ Bản Mồng ở MNĐL, điều tiết xả qua<br /> công trình với lưu lượng bằng lưu lượng đến hồ Hình 18. MN hồ Bản Mồng với MNDBT<br /> để duy trì mực nước hồ ở cao trình hiện tại và<br /> dành dung tích trống 52,5 triệu m3 chứa một<br /> phần lưu lượng đỉnh lũ. Sau đỉnh lũ, khi mực<br /> nước hồ trở lại MNDBT thì vận hành với lưu<br /> lượng xả bằng lưu lượng đến hồ. Hiệu quả cắt lũ<br /> của hồ là làm giảm mực nước đỉnh lũ tại Nghĩa<br /> Khánh từ 38,20m xuống 36,90m (Hình 17).<br /> <br /> <br /> <br /> Hình 19. Quá trình lưu lượng hạ lưu hồ<br /> Bản Mồng với MNDBT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 15. Diễn biến MN hồ Bản Mồng với MNĐL<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 20. Quá trình mực nước tại<br /> Nghĩa Khánh với MNDBT<br /> <br /> Kết quả tính toán với trường hợp hồ Bản<br /> Hình 16. Quá trình lưu lượng hạ lưu hồ Mồng ở MNDBT cho thấy, phải xả nước với<br /> Bản Mồng với MNĐL lưu lượng lớn hơn lưu lượng đến hồ nhưng<br /> không vượt quá lưu lượng dự báo đến hồ 24 <br /> 48 giờ tới đã giảm được Qmax từ 1880m3/s<br /> xuống 1080m3/s và hạ được mực nước hồ từ<br /> MNDBT 76,4m xuống MNĐL là 74,0m. Khi<br /> mực nước hồ được hạ thấp đến MNĐL, để tận<br /> dụng tối đa hiệu quả cắt lũ của phần dung tích<br /> này thì vận hành xả với lưu lượng bằng lưu<br /> lượng đến hồ để duy trì mực nước hồ. Khi dự<br /> báo 24  48 giờ tới lưu lượng về hồ có khả năng<br /> Hình 17. Quá trình mực nước tại đạt đỉnh thì chuyển sang chế độ vận hành điều<br /> Nghĩa Khánh với MNĐL tiết. Vì mực nước hồ đã đạt cao trình đón lũ nên<br /> <br /> 146 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019)<br /> việc vận hành và hiệu quả giảm lũ tương tự so Hồ Bản Mồng có diện tích lưu vực<br /> với trường hợp hồ đang ở MNĐL. 2800km2, đặc điểm lũ về hồ lên và xuống<br /> 4. KẾT LUẬN nhanh, diễn ra trong khoảng 40  48 giờ, thời<br /> Hồ Sông Sào có dung tích hồ không lớn, gian duy trì đỉnh lũ khoảng 2  4 giờ. Với<br /> phần diện tích hứng nước chỉ chiếm khoảng 5% kịch bản lũ thường xuyên tháng IX/2013, tổng<br /> diện tích lưu vực Nghĩa Khánh, trong trường lượng lũ 7 giờ lớn nhất khoảng 46  106 m3<br /> hợp hồ chứa được hết lũ về cũng chỉ làm giảm<br /> trong khi dung tích hồ từ MNĐL 74,0m đến<br /> mực nước tại Nghĩa Khánh 2cm với KB lũ<br /> MNDBT 76,40m khoảng 52,5  106 m3 nên<br /> thường xuyên. Do đó, hồ Sông Sào không có<br /> hoàn toàn có thể điều tiết cắt giảm đỉnh lũ,<br /> khả năng cắt giảm lũ cho Nghĩa Khánh, nên cần<br /> ưu tiên vận hành đảm bảo an toàn công trình và khống chế mực nước đỉnh lũ tại Nghĩa Khánh<br /> không làm xấu hơn tình hình ngập lụt hạ du. xuống dưới ngưỡng đỉnh lũ tần suất 70%.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> Hoàng Nam Bình và cs. (2016), Ứng dụng mô hình mưa dòng chảy mô phỏng quá trình lũ trên lưu<br /> vực sông Hiếu tỉnh Nghệ An, Tạp chí Biển và Bờ, số 01, tr. 7-12.<br /> Lê Thị Việt Hà và cs. (2017), Tổ hợp lũ trên lưu vực sông Cả thuộc tỉnh Nghệ An - Hà Tĩnh, Tạp<br /> chí Biển và Bờ, số 02, tr. 9-15.<br /> Lê Văn Nghị và cs. (2016), Đánh giá khả năng giảm lũ của hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông<br /> Hương tỉnh Thừa Thiên Huế, Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải, số 51, tr. 31-36.<br /> Viện Quy hoạch Thủy lợi (2004), Dự án quy hoạch tổng hợp nguồn nước lưu vực sông Cả, Báo cáo<br /> tổng hợp, Hà Nội.<br /> <br /> Abstract:<br /> THE REGULATION ABILITY ON FREQUENT FLOODING REDUCTION<br /> OF BAN MONG AND SONG SAO RESERVOIRS IN HIEU RIVER BASIN,<br /> NGHE AN PROVINCE<br /> <br /> The Hieu River is the largest tributary of the Ca River, with a catchment area to Cay Chanh T-<br /> junction - a place of entry with the mainstream of the Ca River is 5.443km2, a length of 314km. In<br /> the Hieu River basin, there are two large reservoirs, Ban Mong and Song Sao, which regulate the<br /> flow of the system. The paper presents the simulation results of the regular flood flow on the Hieu<br /> river system with the participation of flood control regulation of Ban Mong and Song Sao. Research<br /> results showed that Song Sao reservoir is unable to reduce flood at Nghia Khanh. Ban Mong<br /> reservoir has the ability to reduce flood regularly with the scenario of flood in September 2013 for<br /> Nghia Khanh down to the water level with a frequency of 70%.<br /> Keywords: Hieu river basin, Annual flood, Numerical model, Reservoir operation.<br /> <br /> Ngày nhận bài: 20/5/2019<br /> Ngày chấp nhận đăng: 12/6/2019<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019) 147<br />